书城自然科学探究式科普丛书-活动的生命之躯:动物
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第4章 对称而多彩——腔肠动物和棘皮动物

第一节辐射对称的腔肠动物

腔肠动物是有腔肠的两胚层多细胞动物类群所组成的一门。它的内胚层形成的原肠即为腔肠,也称为消化循环腔,腔肠动物由此得名。

腔肠动物一般身体呈辐射对称或两辐对称,即通过身体中轴的许多切面将身体分成对称的两半。有口无肛门,出现消化循环腔,能进行细胞外消化和细胞内消化。出现原始的肌肉组织、神经组织及感觉器官,有特殊的刺细胞。腔肠动物的身体仅由外胚层和内胚层所构成,无中胚层。

肠腔动物的生殖方式有无性生殖和有性生殖两种,有的种类具有世代交替现象,海产种类具有自由游泳的浮浪幼虫期。

肠腔动物具有水螅型和水母型两种基本形态。水螅型进行固着生活,水母型进行漂浮生活。

第二节色彩缤纷——腔肠动物的种类

肠腔动物分为有刺胞类和无刺胞类两个亚门。有刺胞类分为水螅纲、钵水母纲、珊瑚纲,无刺胞类分为栉板类或栉水母类。

1.水螅纲

种类很多,多数生活在海水中,少数生活在淡水里。本纲有3700种左右,代表动物有水螅、生活在珠江流域的淡水棒螅和海栖的薮枝螅等。

水螅身体呈圆柱状,一端附着在其他物体,游离一端有圆锥状的突起,称垂唇。中央有口,周围有辐射状排列的触手6~12条,是它的捕食器官,在体侧常有水螅芽体。

水螅生活在水质洁净的池塘或小溪流中,附着在水草、落叶或水底岩石上。

水螅体壁由外胚层、内胚层和中胶层组成。外胚层的主要机能有保护、感觉、运动和生殖等,中胶层起支持身体的作用,内胚层的主要机能是营养。

水螅的食物多为小型甲壳类(水蚤)、水栖寡毛类及昆虫的幼虫等。当食物接近触手时,水螅便立即射出刺丝,将其麻醉或杀死,然后送入口内消化。

水螅进行无性生殖和有性生殖。无性生殖以出芽方式进行,有性生殖多发生在秋冬季节来,雌雄同体,生殖细胞由外胚层的间细胞形成。水螅不形成群体。

水螅的再生能力很强。将水螅体任意切成数段,每一小段都可再生出所失去的部分,而形成一个新的个体。由于水螅有很强的再生能力,因而是理想的实验动物材料。

2.钵水母纲

钵水母纲也称水母纲。本纲动物全部海产,水母型极发达,感觉器官为触手囊,无缘膜,生殖腺起源在内胚层。

钵水母纲有200多种类型,常见的有海月水母、海蜇等。

海蜇蜇体呈伞盖状,通体呈半透明,白色、青色或微黄色,海蜇伞径可超过45厘米,最大可达1米,伞下8个加厚的腕基部愈合使口消失,下方口腕处有许多棒状和丝状触须,上有密集刺丝囊,能分泌毒液。

海蜇毒素在刺丝囊内储存和分布,刺丝囊的作用是在触到小动物时,可释放毒液将其麻痹,以做食物。

人一旦被海蜇蛰伤,会出现全身发冷、烦躁、胸闷、伤处疼痛难忍等症状,严重时可因呼吸困难、休克而危及生命。

海蜇在体内受精的过程是有性生殖,它的螅状幼体会生出匍匐根不断形成足囊,甚至横裂体,然后不断横裂成多个碟状体,以无性生殖的办法大量增加其个体的数量。

海蜇在热带、亚热带及温带沿海都有广泛分布。我国常见的海蜇,有伞面平滑口腕处仅有丝状体的食用海蜇或兼有棒状物的棒状海蜇,以及伞面有许多小疣突起的黄斑海蜇。海蜇营养极为丰富,具有很高的医用价值。

3.珊瑚纲

全部海产,只有水螅型(单体或群体),没有水母型。有外胚层下陷形成的口道,体呈左右辐对称。消化循环腔中有内腔层突出的隔膜,其数目为8个、6个或6的倍数个。生殖腺由内胚层形成,中胶层内有发达的结缔组织,多数种类具有石灰质的外骨骼。

珊瑚纲代表的动物有海葵以及各种具有外骨骼的珊瑚。

珊瑚又叫“珊瑚虫”,身体由外胚层、内胚层和中胶层组成。其中,中胶层没有细胞结构。

这类动物没有头与躯干之分,没有神经中枢,只有弥散的神经系统。当受到外界刺激时,整个动物体都有反应。珊瑚具有石灰质、角质或革质的内骨骼或外骨骼。

珊瑚的生活方式为自由漂浮或固着底层栖息地,在白色幼虫阶段便自动固定在先辈珊瑚的石灰质遗骨堆上。因此,在珊瑚礁底部常会附着大量的珊瑚虫。

珊瑚以海洋里细小的浮游生物为食,它们在生长过程中能吸收海水中的钙和二氧化碳,然后分泌出石灰石,变为自己生存的外壳。

每一个单体的珊瑚虫只有米粒那样大小,它们一群一群地聚居在一起,一代代地新陈代谢,生长繁衍,同时不断分泌出石灰石,并黏合在一起。这些石灰石经过以后的压实、石化,形成岛屿和礁石,也就是所谓的珊瑚礁。

珊瑚通常包括软珊瑚、柳珊瑚、红珊瑚、石珊瑚、角珊瑚、水螅珊瑚、苍珊瑚和笙珊瑚等几种。有些珊瑚姿态优美,观赏价值极高。

第三节五辐对称的棘皮动物

棘皮动物是生活在海底、身体呈辐射对称的高级无脊椎动物。

棘皮动物的特征是体不分节,无头部,体表有瘤粒或棘刺。

棘皮动物现存种呈明显五辐射对称,次生体腔发达,体壁由上皮和真皮组成。运动迟缓,神经和感官不发达,有独特的水管系和管足。

与脊椎动物的骨骼来源相同,棘皮动物内骨骼由中胚层形成,因此是内骨骼。

内骨骼主要起支持身体的作用。

棘皮动物雌雄异体,一般进行有性生殖,精子和卵排入水中受精。

棘皮动物广泛分布在各海洋,从潮间带到最深的海沟都有它们活动的踪迹。棘皮动物再生能力强,海星只要体盘连着一条腕,就能长成新个体。某些海参在受攻击或环境不好时,能驱出其内部器官,数周内长出新内脏。

第四节食疗俱佳——棘皮动物的种类

已鉴定的棘皮动物已有21纲,现存的种类包括海百合纲(如海百合、海羊齿)、海星纲(如海盘车、海燕)、蛇尾纲(如阳遂足、刺蛇尾)、海胆纲(如海胆)和海参纲(如海参)等,有6000多种,化石种类约有1.3万种。

棘皮动物的形状、大小和颜色差别很大,有的呈鲜艳的红、橙、绿和紫色。小的数厘米,大的如海参有2米长、海星直径有达1米的。

海百合化石最大,长度可超过20米。

1.海参

海参体呈圆筒状,柔软,色暗,多肉刺,长10~20厘米,特大的可达30厘米左右。口在前端,多偏于腹面,口周围有10根或多根能伸缩的触手,呈轮形,用于捕食或掘穴。肛门在后端,多偏于背面。许多种有从口到肛门的5行管足。肛孔兼有呼吸和排出废物的作用,内骨骼退化为微小骨片。

许多海参能放出对小动物致命的毒素,不过对人无生命威胁。

海参全身长满肉刺,颜色可随环境的变化而变化。

海参靠肌肉伸缩爬行,每小时只能前进四米。它具有很强的再生能力。当遇到敌害时,可将内脏器官迅速从肛门抛出,从而得以脱身,内脏经过几周后又会重新长出。海参的天敌是螃蟹。

海参常见于热带、亚热带海洋,在印度-西太平洋区的珊瑚礁内栖息的种类特别多。

海参的摄食有节律性,它们一般生活在2~40米深的海底,适应水温为0℃~28℃,盐度为28‰~31‰,水温高于20℃时夏眠。

海参的饵料以海底藻类和浮游生物为主,繁殖期在6到7月。

海参对周围的水环境要求很高,怕油怕脏,一滴油或一根头发就能让它溶化成水。

2.海星

海星体扁平,多呈星形。口在下边中央。从体盘伸出腕,腕数一般为5个,腕下面有开放的步带沟与口相通。沟内具有4行或2行管足,是行动器官,多数末端具有吸盘。整个身体由许多钙质骨板结缔组织结合而成,体表有突出的棘、瘤或疣等附属物。

世界现存海星1600多种,中国已知100多种。海星类分布在世界各海,以北太平洋区域种类最多。它们生活在海底沙地或礁石上。

海星雌雄异体,大部分的海星是通过体外受精繁殖的,不需要交配受精。海星也有特殊的再生能力,任何一个部位都可以重新生成一个新的海星。

因此,某些种类的海星通过这种再生方式演变出了无性繁殖的能力,它们就更不需要交配了。

海星的主要捕食对象是一些行动较迟缓的海洋动物,如贝类、海胆、螃蟹和海葵等。捕食时常采用缓慢迂徊的策略,接近猎物将整个身体包围食物,吐出胃袋进行溶解并吸收。

海星的经济价值并不大,由于它们捕食贝类,故而对贝类养殖业十分有害。

3.海百合

海百合成体以柄固着在海底而生活。柄上有鳞茎状的身体和羽状分枝,整个动物外形似植物。海百合的柄由石灰质的圆盘构成,身体具有内骨骼,由排列紧密的石灰质骨片构成。

海百合一辈子扎根海底,主要以有机物碎屑为食。

海百合有610多种。现存的海百合分为2个类型:柄海百合类,终生有柄,进行固着生活;海羊齿或称羽星类,成体无柄,进行自由生活或暂时性固着生活。

以印度洋——西太平洋区种类最多,该类动物多为滤食性,食物主要为浮游生物。

其捕食方法类似蜘蛛,将腕枝迎向水流,平展开来,像一张蜘蛛的捕虫网,专等猎物“送获上门”。

4.海胆

海胆是海产无脊椎动物,包括饼海胆、心形海胆和球海胆等,现存900种左右。海胆的许多绝灭种类是古生代和中生代的标志化石。

海胆体呈球形、半球形、心形或盘形。内部器官包含在由许多石灰质骨板紧密愈合构成的一个壳内。壳上布满了许多能动的棘。

壳板上每对管足孔相当于一个管足。口在下面,中央有5个白齿。

一个海胆壳由约3000块小板愈合而成。

海胆是雌雄异体,雌体可终年怀卵,一年排卵数次。

海胆喜欢盐度高的海域,在靠近江河入海处和盐度低的海水中很少分布。

海胆一般栖息在海藻丰富的潮间带以下的海区礁林间或石缝中,较坚硬的泥沙质浅海地带也能见到它的踪迹。它们有背光和昼伏夜出的习性,靠棘刺防御敌害。

5.蛇尾

蛇尾是棘皮动物大家族中成员最多的一支。因为它们腕的形状和运动姿势很像蛇的尾巴,故名蛇尾。

从两极寒冷水域到热带海洋,从泥沙滩到岩礁间,到处都有蛇尾的踪迹。

蛇尾有腕5个,与体盘区分明显,细而多棘,有的有分枝,易脱落,但能再生。体盘小,口在腹面,有5齿,无肛门。管足主要用作感觉器,用以感受光和气味。

蛇尾主要是吃一些有机物质的碎屑和一些小的底栖生物,如硅藻、有孔虫、小型蠕虫和甲壳动物等。它的摄食器官主要是腕和口部的触手。

蛇尾的运动主要是靠腕的伸屈和腕棘与海底的摩擦作用来完成的,通常停在海底或珊瑚等动物身上。

蛇尾也有很强的“自切”和再生能力,尤其是腕很容易“自切”和再生。蛇尾的“自切”是御敌的巧妙办法,凭借断掉部分腕足来换取整体的生存。

蛇尾类是有极高经济价值的名贵鱼类——真鲷、大黄鱼、牙鲆等的重要饵料之一。

据统计,全世界海洋中有1800多种蛇尾类棘皮动物,我国沿海就有百余种。分布最广的长腕蛇尾呈淡灰或淡蓝色,能发很强的光。

沿岸常见的两种蛇尾是绿蛇尾(即短刺皮蛇尾)和普通欧洲蛇尾(即腕刺蛇尾)。